(57)【要約】【課題】汎用性が高く、かつ変換精度も高い座標変換方法及び座標変換装置の提供を目的とする。【解決手段】所定地域内の変換対象点に与えられた日本測地系に準拠した座標値（旧成果値）を世界測地系に準拠する座標値に変換する方法であって、  前記地域内の適数の基準点の旧成果値と、該旧成果値に対する適宜方法による世界測地系への変換値とのＸ，Ｙ成分差分値に基づいて生成した等値線１により分割された領域に差分値を対応させた変換テーブル２内において変換対象点の所属する領域を検索し、  当該領域に対応するＸ，Ｙ差分値を変換対象点の旧成果値に各々増減して座標変換する。【選択図】  図１
2005300620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定地域内の変換対象点に与えられた日本測地系に準拠した座標値（旧成果値）を世界測地系に準拠する座標値に変換する方法であって、
前記地域内の適数の基準点の旧成果値と、該旧成果値に対する適宜方法による世界測地系への変換値とのＸ，Ｙ成分差分値に基づいて生成した等値線により分割された領域に差分値を対応させた変換テーブル内において変換対象点の所属する領域を検索し、
当該領域に対応するＸ，Ｙ差分値を変換対象点の旧成果値に各々増減して座標変換する座標変換方法。
【請求項２】
前記世界測地系への変換が、ＴＫＹ２ＪＧＤ変換プログラムにより求められる請求項１記載の座標変換方法。
【請求項３】
前記世界測地系への変換が、世界測地系との対応付けの正確さが保証された基準点を既知点として他の基準点に対して平均計算を行って求められる請求項１記載の座標変換方法。
【請求項４】
日本測地系に準拠した座標値（旧成果値）により位置データが与えられた所定地域の地図データベース上に指定された変換対象点の座標を世界測地系に準拠する座標値に変換する座標変換装置であって、
前記地図データベース上から選択された適数の基準点に対する適宜方法による世界測地系への変換値が与えられた際に該変換値と旧成果値とのＸ，Ｙ成分差分値に基づいて等値線を生成する等値線生成手段と、
前記等値線により地図情報平面を領域分割し、各分割領域に対応する差分値を割り付ける領域分割手段と、
前記変換対象点の所属領域を旧成果値に基づいて検索する領域検索手段と、
所属する領域の割り付けられた差分値を変換対象点の旧成果値に増減して変換後座標値として出力する座標演算手段、
とを有する座標変換装置。
【請求項５】
前記基準点に対する変換値と旧成果値との差分値に基づいて生成した等値線を地図情報上に表示する等値線出力手段を有する請求項４記載の座標変換装置。
【請求項６】
日本測地系に準拠した座標値（旧成果値）を世界測地系に準拠する座標値に変換する変換対象点を含む地域内を、
前記地域内の適数の基準点の旧成果値と、該旧成果値に対する適宜方法による世界測地系への変換値との差分値に基づいて生成した等値線を付加して表示し、
かつ、前記等値線により分割された領域を、等値線の粗密に基づいて色分けした座標変換評価用地図。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標変換方法、詳しくは、日本測地系座標から、世界測地系座標への座標変換方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本測地系に基づいて作成された基準点の測量成果を世界測地系に準拠した成果に変換する方法としては、非特許文献１に記載の方法が知られている。この従来例において、座標変換は、（１）ＴＫＹ２ＪＧＤと呼ばれる座標変換プログラムを利用した方法、（２）世界測地系に基づく基準点成果を既知点として、基準点設置当時の観測値に対して平均計算を行う（改算）方法、（３）既設基準点の再測量（改測）による方法、（４）地域ごとに適合した変換パラメータを使用する方法が示されている。
【０００３】
このうち、（１）の方法は、旧成果値に対して所定のパラメータを適用することにより自動的に変換後座標値を求めることができるために便利な反面、３、４級基準点、あるいは公共団体等で管理している境界点等に対してはそのまま適用することがふさわしくない場合がある。すなわち、数の多い３、４級基準点は、計測の時期、器具が相違する条件下で行われることが多いために、計測時期の相違に基づく誤差配分の違い、器具の相違に基づく精度の違いがあるために、一律の変換に適さない。また、これに加え、境界点成果は、交点計算等の各種計算が行われて導き出されたものであるために、一律変換により、境界点間の距離、面積が変わってしまうという問題も発生する可能性がある。
【０００４】
一方、（２）の方法は、適用範囲が比較的広い変換方法であるが、平均計算には計測時の角度データ等を要するために、これらのデータが残存していない点に対する変換は、最も手間のかかる（３）の再計測によらなければならない上に、境界点等においても上述したように、平均網による誤差配分以外に平行移動、交点計算等の計算が行われているために、同様の事情がある。
【０００５】
また、（４）の方法は、（２）、（３）の方法で１、２級基準点の座標変換が行われている場合の３、４級基準点の変換に推奨される方法で、所定範囲の変換値既知点における変換量をもとに対象点の変換量を内挿して求めるものであるが、補間の前提として、変換対象点を含む領域内での変換量ベクトルの向きが同一傾向にある必要がある。この条件を満足させるためには、補間対象となる領域を例えば基準点等の設置当時の平均図を参考にして好適に決定することが必要であり、専門的知識を要するという問題がある。
【０００６】
さらに、これら全ての場合に共通な問題として、地域的な地殻変動が生じている場合には、再計測によらなければならないが、地殻変動の発生領域は詳細に知ることができないために、再計測が必要な範囲を想定できないという問題もある。
【非特許文献１】”測地成果２０００導入に伴う公共測量成果座標変換マニュアル”、[online]、国土交通省国土地理院、［平成１６年４月６日検索］、インターネット<URL:  http://psgsv.gsi.go.jp/koukyou/henkan_manual/pdf/henkan_manual_p7-p11.pdf>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、汎用性が高く、かつ変換精度も高い座標変換方法及び座標変換装置の提供を目的とする。
また、本発明の他の目的は、座標変換に際して容易に変換精度を評価することを可能にする座標変換評価用地図の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば上記目的は、
所定地域内の変換対象点に与えられた日本測地系に準拠した座標値（旧成果値）を世界測地系に準拠する座標値に変換する方法であって、
前記地域内の適数の基準点の旧成果値と、該旧成果値に対する適宜方法による世界測地系への変換値とのＸ，Ｙ成分差分値に基づいて生成した等値線１により分割された領域に差分値を対応させた変換テーブル２内において変換対象点の所属する領域を検索し、
当該領域に対応するＸ，Ｙ差分値を変換対象点の旧成果値に各々増減して座標変換する座標変換方法を提供することにより達成される。
【０００９】
世界測地系座標への変換に際し、まず、変換テーブル２を用意する。変換テーブル２は、地域内の基準点における座標変換による移動量（差分）の分布状態をもとに作成される。基準点の選択は、（１）測定精度が高く、かつ、（２）地域全体での統計的分析を行うために統計学的に必要とされる十分な母数の確保が可能であることを条件として行われ、望ましくは、１または２級程度の基準点、母数の確保が困難な場合には、これらに３級基準点の適数が加えられる。
【００１０】
したがって、本発明における”地域”とは、上述した２つの選択条件を充足する基準点を確保できる面積等を有する領域を指し、必ずしも行政区画に一致する必要はないが、一般に、市町村、さらには県程度の広さ、規模を有する領域を指す。
【００１１】
基準点を選択した後、各基準点に対して座標変換を行う。本発明を後述する等値線出力手段８からの出力、あるいは座標変換評価用地図Ｂを併用することによって、選択した変換方法についてのおおまかな評価が可能であるために、座標変換方法は種々のものが使用できるが、上述した”測地成果２０００導入に伴う公共測量成果座標変換マニュアル”に記載のいずれかの方法を採用するのが望ましい。とりわけ、ＴＫＹ２ＪＧＤ変換プログラムを利用すると、当該変換作業を自動的に行うことが可能となり、また、改算によると比較的高い精度が期待できる。
【００１２】
変換テーブル２は、上記選択基準点に対する旧成果値と変換結果との差分をＸ，Ｙ方向に分けて演算し、さらに、差分に基づいて生成した差分値の等しい点を結んだ等値線１により分割された領域内に等値線１の差分値を割り当てることにより生成される。
【００１３】
以上のようにして生成された変換テーブル２を使用した変換対象点の座標変換は、変換対象点の所属する領域に割り当てられた差分値を旧成果値に増減するだけで求めることができる。この結果、変換作業が容易で、かつ、上述したように、変換対象点の角度、距離等の観測データがないために、従来は再測を要していた場合であっても、他の点と同様の処理が可能になる。
【００１４】
後述するように、変換テーブル２は差分の等値線１により領域分割されており、領域間の境界線となる等値線１は容易に表示することができる。表示結果は、所定地域内での所定の座標変換方法の実施によるずれ量（差分）の分布を等高線を利用して表示したものとなる。地殻変動等がなく、かつ、旧成果値が適正であるならば、本来、座標変換によるずれ量は一定値、あるいは一定傾向を有するものと考えられる。これに対し、等値線１が密である場合には、近接する２点間での変換によるずれ量が多いということになり、地殻変動、あるいは測量結果等に対する何らかの異常の存在が推定できる。また、上述したように、変換対象点が境界点であり、境界点間の距離の変動が過大である場合には当該変換値は採用できないために、改測あるいは改算の対象として検討される。
【００１５】
以上の方法は、
日本測地系に準拠した座標値（旧成果値）により位置データが与えられた所定地域の地図データベース３上に指定された変換対象点の座標を世界測地系に準拠する座標値に変換する座標変換装置であって、
前記地図データベース３上から選択された適数の基準点に対する適宜方法による世界測地系への変換値が与えられた際に該変換値と旧成果値とのＸ，Ｙ成分差分値に基づいて等値線１を生成する等値線生成手段４と、
前記等値線１により地図情報平面を領域分割し、各分割領域に対応する差分値を割り付ける領域分割手段５と、
前記変換対象点の所属領域を旧成果値に基づいて検索する領域検索手段６と、
所属する領域の割り付けられた差分値を変換対象点の旧成果値に増減して変換後座標値として出力する座標演算手段７、
とを有する座標変換装置を使用して実現できる。
【００１６】
この装置に、
前記基準点に対する変換値と旧成果値との差分値に基づいて生成した等値線１を地図情報上に表示する等値線出力手段８を加えると、
地域内における差分、すなわち、移動量の分布を目視で確認することが可能になるために、上述したように、改測、改算等の対象地域を容易に特定し、これら地域についての集中的な検討が可能になる。
【００１７】
さらに、これらには、
日本測地系に準拠した座標値（旧成果値）を世界測地系に準拠する座標値に変換する変換対象点を含む地域内を、
前記地域内の適数の基準点の旧成果値と、該旧成果値に対する適宜方法による世界測地系への変換値との差分値に基づいて生成した等値線１を付加して表示し、
かつ、前記等値線１により分割された領域を、等値線１間隔に基づいて色分けした座標変換評価用地図Ｂが利用できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、座標変換に際して汎用性及び変換精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に示すように、座標変換装置Ａは、入力部１０、出力ポート１１及び記憶部１２を有し、記憶部１２には、変換対象点を含む地域の地図データベース３が格納される。地図データベース３は、地図空間上に存在する基準点等のＩＤ、点種、平面直角座標系における旧成果値を保持しており、出力ポート１１に接続されるディスプレイ装置等で２次元表示できる。
【００２０】
また、座標変換装置Ａは、変換テーブル生成部９と座標変換部１３とを備える。これら変換テーブル生成部９及び座標変換部１３は、コンピュータを上記各部を構成する手段として機能させるプログラムによって実現することができ、この場合、プログラムは、図外のＲＯＭに格納されたり、あるいはプログラムを記述した媒体から図外のメモリに読み込まれ、図外のＣＰＵの制御下、所定の動作が行われる。
【００２１】
上記変換テーブル生成部９は、等値線生成手段４において入力部１０から入力された基準点に対する変換後座標値と地図データベース３上の同一点での旧成果値との差分を演算した後、求められた差分の分布から等値線１を生成し、この後、領域分割手段５において、上記等値線１を境界として地図空間上を領域分割し、各分割領域に等値線１の値を変換パラメータとして割り当てる。
【００２２】
これに対し、座標変換部１３は、与えられた変換対象点の変換テーブル２における所属領域を検索し、領域に割り当てられた変換パラメータを利用して変換後座標を演算する。
座標変換は、変換テーブル生成部９を利用した変換テーブル２の生成工程（Ｓ１）と、変換テーブル２を使用した変換工程（Ｓ２）とからなり、変換テーブル生成工程（Ｓ１）に際し、まず、上記基準点の適数に対してＴＫＹ２ＪＧＤプログラムを使用した座標変換を行う（ステップＳ１-１）。ステップＳ１-１による変換結果は、入力部１０から入力されて記憶部１２に格納される。ステップ（Ｓ１-１）の実施において選択される基準点は、１級、２級基準点が優先使用され、母数が少ない場合には、３級基準点の一部、あるいは全点が使用される。
【００２３】
基準点に対する変換後座標値が与えられると、まず、等値線生成手段４は、記憶部１２から座標変換対象となった基準点を検索し（ステップＳ１-２）、さらに、これら基準点の旧成果値と変換後座標値との差分を演算する（ステップＳ１-３）。差分計算は、平面直角座標系のＸ、Ｙ成分に分けて演算し、演算結果は、Ｘ，Ｙ，ΔＸテーブル、Ｘ，Ｙ，ΔＹテーブルとして記憶部１２に格納される。
【００２４】
この後、Ｘ，Ｙ，ΔＸテーブル、あるいはＸ，Ｙ，ΔＹテーブルに対して等値線１を発生させる（ステップＳ１-４）。例えば、Ｘ，Ｙ，ΔＸテーブルにおける等値線１の生成は、Ｘ，Ｙ座標系内でΔＸを標高値として取り扱うことにより周知のコンター生成アルゴリズムが適用できる。一般にコンター生成アルゴリズムにおいては、等高線間隔は、初期設定係数として与えられるために、等値線間隔設定手段１４経由でこれを調整することにより、等値線生成手段４から出力される等値線１の間隔を任意に制御でき、無指定時には、例えば１（ｍｍ）のようなデフォルト値が使用される。
【００２５】
また、この実施の形態において、座標変換装置Ａは、等値線出力手段８を備える。この等値線出力手段８は、出力ポート１１に接続されたディスプレイ装置、あるいはプリンタ等の出力装置から等値線１を図形化して出力するための図外の描画エンジンを含んでおり、座標変換評価用地図Ｂを描画する。描画に当たり、等値線出力手段８は、予め設定された閾値に基づいて等値線１、１間の間隔を演算し、閾値より小さな間隔の場所が存在する場合には、その内部領域が色分けされる。図３は地域全体の等値線の状態を示す図、図４は、この一部で、Ｐ１点での等値線１の間隔が閾値以下となったために、その内部領域が色分けされた状態を示す。
【００２６】
この実施の形態においては、無色と着色領域の２種類に色分けされているが、色分けの種類（色数）は見やすさを考慮して決定される。また、閾値は、他の地域での利用から得られた実証的数値によることが望ましいが、座標変換評価用地図Ｂは、改算、改測領域の目安を示すものであるから、必ずしも正確である必要はなく、等値線１の混み具合の変化部を容易に識別できれば足りる。
【００２７】
また、閾値による色分け境界の抽出は、コンターの生成アルゴリズムが、例えば、選定基準点を頂点とするドロネイ三角形の各辺に頂点座標からの補間値を内挿し、対向辺間を結線してコンターとしているものであるときには、発生結線数、あるいは間隔等から容易に行うことができる。さらに、色分けの領域は、地域全体である必要はなく、座標変換対象点を中心とした領域でのみ行うことが可能であり、この場合、座標変換対象点を挟む等値線１の間隔を閾値と比較するような簡便な方法が採用できる。
【００２８】
また、以上においては、座標変換評価用地図Ｂは、ΔＸ、ΔＹの双方に対して作られる場合を示したが、この座標変換評価用地図Ｂは、地域全体の座標変換時の移動量を感覚的に把握することができるように作られるものであるから、（Ｘ，Ｙ，(ΔＸ2＋ΔＹ2)1/2）空間を想定し、Ｘ，Ｙ平面上に(ΔＸ2＋ΔＹ2)1/2等、ΔＸ、ΔＹの２成分量を１成分量として表示可能な量への変換量による等値線１を示すものであってもよい。
【００２９】
以上のようにして作られた座標変換評価用地図Ｂは、座標変換後の座標移動量の分布を示すもので、直接的には、例えば、色分け領域内に、あるいはこれを跨ぐ位置に、図４において境界点PA、ＰＢがある場合、これを変換すると、
Ｌ＝（ｎ-１）ｄ
（但し、ｎは点間の等値線１数、ｄは等値線１間隔）
の寸法差が発生することが直ちに分かる。この寸法差は、条件の悪い領域での境界点変換に伴う長さ変化（３点以上の場合には面積変化も含まれる）を示すと考えられるために、例えば、この値が誤差範囲として許容されるものか否かを判断することによって、当該領域での座標変換を本方法により行うことの可否を現実的な要求をもとに決定できる。
【００３０】
また、一般的には、地域内での等値線１の傾向を知ることによって、例えば、等値線１が密集し、かつ渦を巻いている領域においては、地殻変動、あるいは背後にある平均網の不適切、測量時の基準点の精度等に対する問題が想定できるため、再測、再算の対象として検討し、あるいは再測等を検討する際の根拠として利用できる。
【００３１】
以上のようにして等値線１が生成されると、領域分割手段５においてＸ，Ｙ平面内の領域分割が行われる（ステップＳ１-５）。領域分割手段５は、上記等値線１を境界とする各領域をポリゴン化た後、該ポリゴンの内部属性としてΔＸ、あるいはΔＹを付加し、変換テーブル２として記憶部１２に出力する（ステップＳ１-６）。変換テーブル２は、後述する座標変換部１３の作りにも左右されるが、基本的には、領域番号（ＩＤ）に対し、ΔＸ、ΔＹが１対１対応するデータ構造をもっていれば足りる。
【００３２】
以上のようにして変換テーブル生成工程（Ｓ１）が終了すると、領域検索手段６と座標演算手段７とを有する座標変換部１３による座標変換工程（Ｓ２）が実施される。この実施の形態において、地図データベース３、あるいはこれにオーバーレイされた等値線図等の領域分割図内の領域番号と変換テーブル２の領域番号とがリンクしており、座標変換に際し、領域分割図内で変換対象点を探索した後、変換テーブル２のＩＤを検索し、求点のΔＸ、ΔＹを求める。
【００３３】
座標変換対象点の所属領域の検索は、例えば、領域分割図が表示されたディスプレイ装置上での座標変換対象点の指定である場合には、直接領域を知ることができるが、入力部１０からの一括入力等である場合には、変換対象座標点を域内に含むポリゴンの検索が行われる（ステップＳ２-１）。
【００３４】
領域検索手段６での領域検索が終了すると、座標演算手段７における座標変換が行われる（ステップＳ２-２）。座標変換は、上記地図データベース３から読み込んだ旧成果値を（Ｘo，Ｙo）とすると、
（Ｘo＋ΔＸ，Ｙo＋ΔＹ）で与えられ、これは適宜手段により出力ポート１１に接続された出力機器から出力される。
【００３５】
なお、以上において、基準点座標変換（ステップＳ１-１）はＴＫＹ２ＪＧＤプログラムを使用して行う場合を示したが、３級程度までの比較的上位の基準点に対しては、改算が行われていることが期待できるために、改算値を変換値として使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を示す機能ブロック図である。
【図２】座標変換方法のフローチャートを示す図である。
【図３】等値線生成手段からの出力を示す図で、（ａ）はΔＸによる等値線図、（ｂ）はΔＹによる等値線図を示す。
【図４】座標変換評価用地図の部分拡大図を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１        等値線
２        変換テーブル
３        地図データベース
４        等値線生成手段
５        領域分割手段
６        領域検索手段
７        座標演算手段
８        等値線出力手段
Ａ        座標変換装置
Ｂ        座標変換評価用地図
【図１】
2005300620.tif 000003
【図２】
2005300620.tif 000004
【図３】
2005300620.tif 000005
【図４】
2005300620.tif 000006